В качестве выходных диодов VD13 и VD14 используем диоды 80EBU02

Курсовая работа

Источник стабилизированного напряжения

по схеме мостового преобразователя на базе

ШИМ - контроллера UCC3895

Выполнил ст. гр. 8111

Ерохин М.Е.

Проверил:

Бардин А. И.

Рязань 2011

1. Расчет однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя с емкостным фильтром

Гц

с=20 мс

Определим мощность преобразователя:

Задаёмся

Вт

При первых приближенных расчетах преобразователь можно заменить эквивалентным источником тока нагрузки I_H.

Загрузка по току в диодах входного выпрямителя и в емкости фильтра С1 наибольшая при минимальном U_ВХ. В то же время выбор этих элементов по напряжению нужно проводить при максимальном U_ВХ.

При минимальном U_ВХ,определим минимальную амплитуду вх. напряжения Um_min:

Зададимся величиной пульсаций напряжения .

Рекомендуемые значения В. Задаемся В.

Рассчитаем максимальный ток нагрузки .

Считаем, что разряд происходит за мс.

мк Ф

Из ряда Е6 выбираем ближайшую к расчетной величину емкости конденсатора С13=2700 мк Ф.

Для момента времени t1:

мс

Для момента времени t2:

Решая данное уравнение, получаем:

t2=14 мс

Найдем размах пульсаций:

Рассчитаем действующее значение напряжения на конденсаторе С1 при минимальном входном напряжении В.

Рассчитаем значение действующего тока Ic1.

Определим действующее значение напряжения на конденсаторе C13 при максимальном входном напряжении В. А

мс

Решая данное уравнение, получим:

t2=14.2 мс

Найдем размах пульсаций:

Определим действующее значение напряжения на конденсаторе C1:

По полученным данным в качестве фильтра для входного выпрямителя выбираем

конденсатор В41554 фирмы Epcos, емкостью 2700мкФ на напряжение 400В.

Выберем диоды для входного выпрямителя:

1) А

2) В

Максимальное обратное напряжение выбираем как двойное входное максимальное напряжение.

Из полученных данных в качестве входного выпрямителя выбираем диодный мост VSIB15A80 фирмы Vishay.

Выберем предохранитель:

=200А

Ом

2. Расчет мостового преобразователя

мВ

кГц

мкс

Определим максимальное время импульса:

мкс

Рассчитаем коэффициент трансформации.

1. Во время импульса управления:

- коэффициент трансформации.

2. Во время паузы:

Из равенства вольт-секундных площадей напряжения на индуктивности L1 внутри одного периода следует, что:

Расчет коэффициента трансформации проводится при минимальном входном напряжении В, а значит при максимальном коэффициенте заполнения .

Максимальная величина пульсаций тока не должны превышать .

Определим минимальный коэффициент заполнения , при .

Рассчитаем минимальное время импульса .

мкс

Т.о. мкс

мкГн

Определим минимальную величину пульсаций тока . Пульсации минимальны при В и .

Расчет токов 1-ой и 2-ой обмоток трансформатора TV1.

– допустимый коэффициент заполнения медью

– сечение провода 1-ой обмотки

– сечение провода 2-ой обмотки

– допустимая плотность тока

Рассчитаем действующие значения токов 1-ой и 2-ой обмотки трансформатора:

– коэффициент трансформации

Для двухтактной схемы до 100 кГц Тл, Тл

– площадь поперечного сечения сердечника

На интервале времени

Сердечник выбираем по произведению .

По данному произведению из каталога фирмы Epcos выбираем сердечник с площадью поперечного сечения .

Рассчитаем число витков первичной и вторичной обмоток:

витка

витков

мм- глубина скин-слоя для меди на частоте 100кГц.

Из стандартных значений для ПЭВ-2 выбираем медный проводник диаметром

– число проводников 1-ой обмотки

– число проводников 2-ой обмотки

В качестве силовых транзисторов VT2 (VT3,VT4,VT5) используем N – канальные полевые транзистор SPP17N80C3 фирмы Infineon Technologies, которые имеют следующие характеристики:

Максимальное напряжение сток-исток Uси = 800В

Максимальный ток сток-исток при 25 С Iси макс. = 17А

Сопротивление канала в открытом состоянии Rси вкл. = 290 мОм

В качестве выходных диодов VD13 и VD14 используем диоды 80EBU02

фирмы Vishay со следующими параметрами:

Максимальное постоянное обратное напряжение = 200 В

Максимальное импульсное обратное напряжение = 400 В

Максимальный прямой (выпрямленный за полупериод) ток = 80 А

Максимально допустимый прямой импульсный ток = 800 А

3. Выбор сердечника и рассчит числа витков дросселя L1:

– допустимый коэффициент заполнения медью

– сечение провода

– площадь меди

мкГн

– площадь поперечного сечения сердечника

– число витков

Зададимся Тл

По данному произведению из каталога фирмы Epcos выберем Ш-образный ферритовый сердечник Е55/28/21 с готовым зазором:

– средняя длина магнитного пути;

–площадь поперечного сечения сердечника;

– площадь окна;

– данное значение удовлетворяет расчетному

Определим число витков W и рассчитаем необходимую величину зазора δ:

витков

Для данного типа сердечника из каталога выбираем величину зазора, ближайшую к расчетному значению из каталога:

– площадь сечения провода

– диаметр провода

Из стандартных значений для ПСДК выбираем медный проводник диаметром:

4.Расчет емкости выходного конденсатора C_ВЫХ

Рассчитаем максимально допустимое эквивалентное последовательное сопротивление для заданного размаха пульсаций выходного напряжения.

Расчет величины емкости выходного конденсатора проводится при максимальных пульсациях тока =10 А.

мВ- размах пульсаций

Ом

Минимальное значение емкости выходного конденсатора:

мкФ

Исходя из полученных расчетов, для фильтрации выходного напряжения на высокой частоте из каталога фирмы Panasonic выбираем 3 алюминиевых электролитических конденсатора на 50 В со следующими параметрами:

С₁₈=C₁₉= C₂₀ =220 мкФ

ESR_max= 0.049 Ом

I_RMS= 1.35 A

Включив три таких конденсатора параллельно, получим требуемое значение ESR:

Ом < 0.02 Ом